Grafikkarten

Die Grafikkarte berechnet visuelle Daten und gibt sie über eine Schnittstelle aus, an der ein Bildschirm angeschlossen ist. Auf dem Bildschirm wird dann die Benutzeroberfläche von Betriebssystem und Anwendungsprogrammen dargestellt. Grafikkarten bzw. deren Funktionen bestimmen maßgeblich die Systemleistung und Eigenschaften eines Computers. Wobei die Leistung der Grafikkarte in der Hauptsache für Computerspiele und umfangreiche Grafikdarstellungen relevant ist. In komplexen Spielszenen berechnet die Grafikkarte detaillierte Objekte und die richtige Beleuchtung. Während der Hauptprozessor allgemeine Berechnungen erledigt und zum Beispiel das Verhalten von Spielfiguren berechnet, übernimmt die Grafikkarte zum Beispiel die Berechnung von physikalischen Phänomenen, Explosionen und einstürzende Gebäude. Wenn die Bildschirmdarstellung bei diesen Bewegungen oder Verschiebungen ruckelt, dann kann die Grafikkarte, insbesondere der Grafikprozessor (GPU), bei der aktuell gewählten Auflösung und Detailtiefe nicht genügend Leistung zur Verfügung stellen.

Zunehmend wird die Grafikverarbeitung von der Grafikkarte in den Hauptprozessor verlagert, das bedeutet jedoch nicht, dass die Zeit der Grafikkarten vorbei ist. Es ist eher so, dass die Grafikfunktionen, die bereits „onboard“ im Chipsatz integriert sind, gleich in den Prozessor integriert werden. Konsequenterweise muss die Grafikausgabe dann auch vom Prozessor aus erfolgen.

Anders als man denkt profitieren Bildbearbeitungsprogramme vor allem von einer schnellen CPU und viel Arbeitsspeicher. Die Grafikkarte bzw. der Grafikprozessor beschleunigt und verbessert hauptsächlich die Geschwindigkeit der Bildschirmdarstellung. Zum Beispiel beim Verschieben von Fenstern und Bildelementen, stufenlosem Zoomen und Drehen der Zeichenfläche. Nur in bestimmten Fällen unterstützt die Grafikkarte das Computersystem direkt bei der Verarbeitung von Bild- und Videodaten. Zum Beispiel beim Abspielen und Transcodieren von Videos.

Eine Grafikkarte besteht aus folgenden mechanischen und elektronischen Teilen:

• Abdeckung
• Lüfter
• Kühlkörper
• Grafikprozessor
• Speicher
• Platine
• Slotblech
• weitere Abdeckung

Die wichtigste Aufgabe einer Grafikkarte ist die Ausgabe eines Bildsignals für Bildschirme. Dazu überträgt der Hauptprozessor die Daten an die Grafikkarte. Aufgrund des hohen Datenaufkommens zwischen Prozessor und Grafikkarte, werden Grafikkarten mit einem eigenen Prozessor ausgestattet.

Die Darstellung bzw. Berechnung eines Bildes beginnt in der Software. Zum Beispiel in einem Spiel oder einer Bildbearbeitungssoftware. Innerhalb des Programmcodes werden auch Befehle zur Darstellung von Bildinformationen abgearbeitet. Diese Befehle werden an das Betriebssystem übergeben. Hier stehen zum Beispiel DirectX oder OpenGL zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. Ein Grafikkarten-Treiber übersetzt dann die Befehle von DirectX beispielsweise, die dann von der Grafikkarte ausgeführt werden. Jede Grafikkarte benötigt einen eigenen Treiber für jedes Betriebssystem, um optimal zu arbeiten. Betriebssysteme stellen auch Standard-Treiber zur Verfügung. Die unterstützen aber nur rudimentäre Funktionen. Ein Treiber dient als Schnittstelle zwischen Hardware und Software.

• Einsteiger-Grafikkarten: Zu den Einsteiger-Grafikkarten zählen häufig ehemals moderne Grafikkarten, die inzwischen durch neuere Modelle vom Markt verdrängt wurden. Es handelt sich dabei um Grafikkarten, die absolut problemlos laufen. Der Preis liegt bei unter 50 Euro. Sie befinden sich damit am unteren Ende des Preis- und Leistungssegments. Sie beeindrucken weniger durch eine gute Leistung, sondern eher durch den Mehrwert an Treiber- und Softwareausstattung im Vergleich zur integrierten Chipsatzgrafik. Im Vergleich zu Mittelklasse- oder High-End-Grafikkarten verfügen sie über weniger Verarbeitungseinheiten, geringere Chip- und Speichertaktraten und eine langsamere Speicheranbindung. Für viele 3D-Spiele sind sie zu langsam. Manche Spiele lassen sich mit reduzierter Auflösung und geringeren Details spielen. Darunter leidet jedoch der Spiel-Spaß.

• Mittelklasse-Grafikkarten: Mittelklasse-Grafikkarten können die meisten Computerspiele ruckelfrei zeigen. Bei sehr aufwendigen Spielen dürfte aber nicht die maximale Detailtiefe darstellbar sein. Das bedeutet, dass man gewisse Abstriche bei der Darstellung von Licht und Schatten hinnehmen muss. Doch erst mit Mittelklasse-Grafikkarten werden Spiele interessant. Durch genaue Anpassung der Grafikoptionen an die zur Verfügung stehenden Resourcen lassen sich auch anspruchsvolle Spiele flüssig darstellen.

• Performance-Grafikkarten: Performance-Grafikkarten lassen kaum noch Wünsche offen. Sie lohnen sich aber nur für Computerspieler, die auch bereit sind eine höhere Leistungsaufnahme und somit einen höheren Stromverbrauch zu akzeptieren.

• High-End-Grafikkarten: High-End-Grafikkarten lohnen sich nur für wirklich anspruchsvolle Spieler. Das sind Grafikkarten, die Funktionen besitzen, die kaum ein aktuelles Computerspiel unterstützt. Meist müssen die Spiele für die speziellen Funktionen programmiert sein. Mit der enormen 3D-Leistung steigt auch die Leistungsaufnahme. Weil ein PCIe-Steckplatz nicht mehr als 75 Watt liefert, müssen High-End-Grafikkarten über ein oder zwei zusätzliche Stromanschlüsse (6-Pin, je 75 Watt) mit Strom versorgt werden. Je externem Stromanschluss ist ein 450 Watt starkes Netzteil erforderlich. Dabei muss man berücksichtigen, dass das Gesamtsystem ebenfalls Strom verbraucht. Um die Abwärme dieser Grafikkarten abzuführen, sind auf den Grafikkarten Kühlkonstruktionen angebracht, die zwei Gehäusesteckplätze belegen. Modelle mit zwei Prozessoren (GPUs) verdoppeln nicht die Performance. Bestenfalls erreicht man eine Steigerung von 50 bis 70 Prozent. Das gilt auch für den AMD-Crossfire- oder Nvidia-SLI-Betrieb von zwei Grafikkarten. Außerdem profitieren nicht alle Spiele von zwei oder mehr GPUs. Ihr Einsatz ist deshalb nur begrenzt sinnvoll.

• HDMI für digitale Displays
• DVI für digitale und analoge Displays
• VGA für analoge Displays
• UDI - Unified Display Interface
• DisplayPort für digitale Displays

• AMD
• Intel
• Nvidia
• SiS
• VIA Technologies
• PowerVR

• Wofür braucht man eine Grafikkarte?
• Welche Arten gibt es?
• Welche verschiedenen Anschlüsse gibt es?